JP2018153690A

JP2018153690A - Device and method for fitting artificial knee joint using universal electronic templates which can be adapted to all artificial joints

Info

Publication number: JP2018153690A
Application number: JP2018108914A
Authority: JP
Inventors: アルムイーエルディンハーフェズ，マフムード; Mahmud Allm El Din Hafez
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2018-10-04

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for preparing a knee joint for an artificial joint in a patient undergoing TKA so as to fit any knee implant (artificial joint).SOLUTION: The device consists of two parts, i.e., a femoral part and a tibial part. Both parts are designed in the form of cutting blocks that have locating probes, slits and a surface for bone cutting, a guide for adjusting rotation, and holes for pin fixation. The tibial part has a hole for creation of a stem, and a slit for creation of a keel.SELECTED DRAWING: Figure 1-3

Description

人工膝関節全置換術（ＴＫＡ）は、進行した変形性膝関節症に対する標準的な治療法である。ＴＫＡの目的は、コスト効率良く、最小限の合併症で、インプラントの長期維持と良好な機能転帰を実現させることである。ＴＫＡの成功は、高い精度と再現性を要する手術技法に依存する。技術的ミスは、機能とインプラントの維持に有害な影響を及ぼし得る。コンポーネントの位置異常は、摩耗及び緩み、又は膝蓋骨不安定症を招くことがあり、その結果、早期の故障及び再置換術に至る。現在の手術技法は、術前計画については、単純Ｘ線写真に、処置の実行については、規格化された従来の器具に依存している。単純Ｘ線写真には、精度に限界がある。従来の器具には、手術の最終的な精度、特に、骨切りとインプラントのアライメントに影響を及ぼすという限界があることが報告されている。従来の器具は、多くのジグと固定具を含む複雑なツールである。これらの組み立ては、時間を要し、ミスにつながることがある。これらの器具を繰り返し使用することには、理論上、コンタミネーションのリスクがある。アライメントガイドの使用には、骨髄内管の損傷が伴う。これは、出血、感染、脂肪塞栓、及び骨折のリスクの増大を招くことがある。それぞれの人工膝関節には、独自の器具がある。英国では、３０種類を超える人工膝関節があり、同じ部内でも、外科医によって、使用する人工関節が異なるのは珍しいことではない。これは、院内の在庫過多、滅菌業務の負担増、看護士の研修負担増、及び手術時間の増大につながることがある。従来の手術器具は改良されてきているが、更なる技術的改善は限られている。コンピューターの支援によるナビゲーション及びロボット技術は、従来の器具よりも高精度であることが明らかになっている。しかしながら、このような技術の普及は、コスト、複雑さ、設置時間、及び長い習熟期間によって制限されている。上記の問題を解決するために、最近、新たな技術が導入された。この技法は、「個々の患者に合わせた人工膝関節置換用器具」といい、コンピューターの支援による術前計画を用いて、部分的又は完全に従来の器具システムに代わり得るカスタムメイドのサージカルガイドを提供する新しい概念である。個々の患者に合わせた器具（ＰＳＩ）のこの新たな技術は、Ｈａｆｅｚら^１−３が初めて報告したものである。 Total knee arthroplasty (TKA) is a standard treatment for advanced knee osteoarthritis. The purpose of TKA is to achieve long-term maintenance of implants and good functional outcomes with cost-effectiveness and minimal complications. The success of TKA depends on surgical techniques that require high accuracy and reproducibility. Technical mistakes can have detrimental effects on function and implant maintenance. Component misalignment can lead to wear and looseness, or patella instability, resulting in premature failure and revision. Current surgical techniques rely on simple radiographs for preoperative planning and standardized conventional instruments for performing procedures. Simple radiographs have limited accuracy. Conventional instruments have been reported to have limitations that affect the final accuracy of the surgery, especially the alignment of the osteotomy and implant. Conventional instruments are complex tools that include many jigs and fixtures. These assemblies are time consuming and can lead to mistakes. The repeated use of these instruments is theoretically at risk of contamination. The use of alignment guides is accompanied by damage to the intramedullary canal. This can lead to increased risk of bleeding, infection, fat embolism, and fractures. Each artificial knee joint has its own equipment. In the UK, there are over 30 types of knee prostheses, and it is not uncommon for surgeons to use different prosthetic joints within the same department. This can lead to overstock in the hospital, increased sterilization burden, increased nurse training burden, and increased surgical time. Although conventional surgical instruments have been improved, further technical improvements are limited. Computer-assisted navigation and robotic technology has been found to be more accurate than conventional instruments. However, the spread of such technology is limited by cost, complexity, installation time, and long learning period. In order to solve the above problems, new technologies have recently been introduced. This technique is referred to as an “individual knee replacement device” and uses a computer-aided preoperative plan to create a custom surgical guide that can be partially or completely replaced by a conventional instrument system. It is a new concept to provide. This new technique of personalized device (PSI) was first reported by Hafez et al ^1-3 .

個々の患者に合わせた人工膝関節置換用器具（ＰＳＩ）は、画像ベースの術前計画の後に、患者の骨構造の面形状と適合するテンプレートの作製を伴う。このテンプレートは、術前計画を術中の作業に移行させるように設計する。その製造機は、コンピューター数値制御（ＣＮＣ）から、コンピューターの支援による３次元デザイン（バーチャルテンプレート）から物理的物体を作製するために３次元プリンターとして機能するラピッドプロトタイピング（ＲＰ）という更に洗練されたテクノロジーまで、様々である。使用するＴＫＡインプラントの３次元データを有する特別なソフトウェアシステムに、術前のＣＴ又はＭＲＩスキャンの結果を取り込む。計画立案とバーチャル手術をコンピューター上で行ってから、実際の患者で行う。これには、サイジング、アライメント、骨切り、及び最適な埋入と位置決めの確認が含まれる。２つのバーチャルテンプレートを設計し、ラピッドプロトタイピングテクノロジーを用いて、サージカルガイドに変換する。それらのガイドに組み込まれた情報によって、個々の患者に合わせたガイドになり、外科医は、それらのガイドを切除ガイド又切除ブロックとして用いることができる。すなわち、従来の骨髄内又は骨髄外ガイドを用いることなく、ＴＫＡを行うことができる。この革命的な技術は、精度を保ちながら、回復期間の短縮化を進め、手術時間を短縮し、出血及び脂肪塞栓のリスクを軽減するので、従来のシステムを上回る潜在的利点がある。特に高齢の患者の関節外変形の場合に、とりわけ有用である。ＰＳＩは、従来の技術と、ナビゲーション及びロボットのような、より複雑な他のコンピューター支援システムとの中間に位置するものである。 Prosthetic knee replacement devices (PSI) tailored to individual patients involve the creation of templates that match the surface shape of the patient's bone structure after image-based preoperative planning. This template is designed to transfer pre-operative planning to intra-operative work. The manufacturing machine was further refined from computer numerical control (CNC) to rapid prototyping (RP), which functions as a 3D printer to create physical objects from computer-aided 3D designs (virtual templates). There are a variety of technologies. Capture the results of pre-operative CT or MRI scans into a special software system with 3D data of the TKA implant used. Planning and virtual surgery are performed on a computer and then on an actual patient. This includes sizing, alignment, osteotomy, and confirmation of optimal placement and positioning. Two virtual templates are designed and converted into a surgical guide using rapid prototyping technology. The information built into these guides makes the guides tailored to the individual patient and allows the surgeon to use them as a resection guide or resection block. That is, TKA can be performed without using a conventional intramedullary or extramedullary guide. This revolutionary technology has potential advantages over conventional systems because it advances the shortening of the recovery period, shortens the operation time, and reduces the risk of bleeding and fat embolism while maintaining accuracy. It is particularly useful in the case of extra-articular deformation, especially in elderly patients. PSI sits between the prior art and other more complex computer aided systems such as navigation and robots.

現在、ＰＳＩ技術は、人工膝関節又はその他の人工関節を製造している一部のインプラント企業によって製造されている。各企業の計画立案プロセス及びＰＳＩは、その製造企業のインプラントをベースとしており、このことは、ある１つの企業のＰＳＩを他の企業のインプラントに使用できないことを示している^４−６。したがって、これらのＰＳＩは、企業独自のもので、非常に高価であり、これらは、現在利用できるＰＳＩの普及を制限するので、大きな欠点である。さらに、世界中で多くの外科医に使われているインプラントのうち、製造されているのは、ＰＳＩを有さないインプラントであり、患者がＰＳＩの恩恵を受ける機会を奪っている。加えて、現在のＰＳＩ技術の重大な制限事項は、計画立案を、外科医本人ではなく技師が行っており、プロセス全体が、インプラント企業の管理下にある点である。最終的な計画立案は、検討のために、外科医が行えるようにできるが、外科医には、計画立案の主導権はない。この理由から、ＰＳＩ技術は、単純な膝関節置換には用いられているが、関節内変形又は関節外変形の複雑なケースには用いられていない。 Currently, PSI technology is manufactured by some implant companies that manufacture artificial knee joints or other artificial joints. Each company's planning process and PSI is based on the manufacturer's implant, indicating that one company's PSI cannot be used for another company's implant ^4-6 . Therefore, these PSIs are company-specific and very expensive, which is a major drawback as they limit the spread of currently available PSIs. In addition, of the implants used by many surgeons around the world, those that are manufactured are those that do not have PSI, depriving patients of the opportunity to benefit from PSI. In addition, a significant limitation of current PSI technology is that the planning is done by the technician, not the surgeon himself, and the entire process is under the control of the implant company. Final planning can be made available to the surgeon for review, but the surgeon has no initiative in planning. For this reason, PSI technology is used for simple knee joint replacement, but not for complex cases of intra-articular or extra-articular deformation.

Hafez MA, Chelule K, et al. Computer assisted total knee replacement: Could a two-piece custom template replace the complex the complex conventional instrumentations? Computer Aided Surgery. 2004;9（3）:93-4Hafez MA, Chelule K, et al. Computer assisted total knee replacement: Could a two-piece custom template replace the complex the complex conventional instrumentations? Computer Aided Surgery. 2004; 9 (3): 93-4 Hafez MA, Jaramaz B, et al. Computer Assisted Surgery of the Knee: An overview. In Surgery of the Knee （4th Ed.）. Install JN, Scott N （Eds）. Philadelphia, Churchill Livingston. 2006, 1655-1674Hafez MA, Jaramaz B, et al. Computer Assisted Surgery of the Knee: An overview. In Surgery of the Knee (4th Ed.). Install JN, Scott N (Eds). Philadelphia, Churchill Livingston. 2006, 1655-1674 Hafez MA, Chelule K, Seedhom BB, Sherman KP. Computer-assisted total knee arthroplasty using patient-specific templating. Clinical Orthopaedic and Related Research. 2006;444:184-192Hafez MA, Chelule K, Seedhom BB, Sherman KP.Computer-assisted total knee arthroplasty using patient-specific templating.Clinical Orthopedic and Related Research. 2006; 444: 184-192

米国特許出願公開第２０１２０２９０２７２Ａ１号（Jason A. Bryan［ＵＳ］）２０１２年１１月１５日（１５／１１／２０１２／１１）US Patent Application Publication No. 2012020290272A1 (Jason A. Bryan [US]) November 15, 2012 (15/11/2012/11) 米国特許出願公開第２０１１００７１５３３Ａ１号（バイオメット・マニュファクチャリング・コーポレイション［ＵＳ］）２０１年３月２４日（２４／３／２０１１）US Patent Application Publication No. 2011071533A1 (Biomet Manufacturing Corporation [US]) March 24, 201 (24/3/2011) 国際公開第２０１２１５４４０７Ａ２号（スミス＆ネフュー・インコーポレーテッド）２０１２年１１月１５日（１５／１１／２０１２）International Publication No. 2012154407A2 (Smith & Nephew Incorporated) November 15, 2012 (15/11/2012)

本発明は、ＴＫＡを受ける患者において、あらゆる膝インプラント（人工関節）に合わせて、汎用かつオープンなプラットフォームの形式で、人工関節用の膝関節を作製する装置及び方法である。汎用的な装置並びにオープンなプラットフォーム及び方法は、現在入手可能なあらゆる市販の膝インプラントに用いるのに適している。本発明の装置及び方法は、あらゆる市販のインプラント、及び個々の患者に合わせたあらゆるインプラントに用いられる。本発明の汎用かつオープンなプラットフォームの装置及び方法は、将来的に製造され得るあらゆる市販かつ個々の患者に合わせたあらゆる膝インプラントに用いるのに適している。 The present invention is an apparatus and method for creating a knee joint for a prosthetic joint in the form of a universal and open platform for any knee implant (prosthesis) in a patient undergoing TKA. General purpose devices and open platforms and methods are suitable for use with any commercially available knee implant currently available. The apparatus and method of the present invention can be used with any commercially available implant and any implant tailored to an individual patient. The universal and open platform apparatus and method of the present invention is suitable for use with any commercially available and individual patient-specific knee implant that may be manufactured in the future.

本発明の装置は、個々の患者に合わせた器具であり、バーチャルテンプレート（後に、コンピューター数値制御（ＣＮＣ）などのコンピューターの支援による製造技術、又はラピッドプロトタイピングテクノロジーなどの追加の製造技術を用いて、物理的なテンプレートに変換される）を設計するための画像（ＣＴ、ＭＲＩ、又はＸ線コンピューター撮影画像）ベースの３次元術前計画を含む方法をベースとしている。ＴＫＡの計画立案と完全なバーチャル手術の方法は、コンピューター断層撮影（ＣＴ）又はＭＲＩスキャンデータの３次元再構成及びセグメンテーションと、膝関節の解剖学的構造及び病状の３次元評価、並びにランドマーク及び軸の確認から構成される術前計画の後に、サイジングアライメント、骨切り、及びインプラント（人工関節コンポーネント）の位置決めを含む完全な計画立案に続いて、手術のシミュレーション及びテンプレートの設計を行うといういくつかの工程を含む。その方法により、テンプレート（器具）の製造に至る。術前計画に基づき骨を作製可能にするために、１つの大腿骨テンプレートと１つの脛骨テンプレートを切除ブロックの形状で設計した。この設計は、テンプレート中にスリットを作って、大腿骨遠位端と脛骨近位端の骨切りを可能にすることによって行った。テンプレートは、円柱形のロケーターを大腿骨用に５つ、脛骨用に４つ有するように設計した。これらのロケーターは、テンプレートの内面に作製して、大腿骨遠位端と脛骨近位端の面形状に合わせた。これらのロケーターは、個々の患者に合わせたものであるので、テンプレートを独自かつ安定した位置に配置することのみを可能にできた。ロケーターに孔を設けて、骨を覆うテンプレートを更に安定させる固定ピンを通せるようにした。大腿骨テンプレートは、外科医が所定のスリットを通じて遠位切除を行えるようになっており、また、外科医が前部切除及び回旋の位置と方向を大腿骨遠位端にマーキングする際のガイドとなるようにもなっている。続いて、従来の切除ガイドを用いて、大腿骨の残りの３つの切除（後部切除、前部面取り切除、及び後部面取り切除）を行う。脛骨の回旋方向を示すとともに、必要に応じてステムとキールの位置のガイドとなるように、脛骨テンプレートの上部にスリットがある。脛骨の回旋のダブルチェックとして、足首にまで及ぶロッドを取り付けられるように、脛骨テンプレートの下部の前方に突起がある。バーチャルテンプレートを用いて、骨切りとインプラントの位置決めの手術シミュレーションを行った。カスタムテンプレート（個々の患者に合わせた器具）の最終デザインは、ラピッドプロトタイピングマシンに電子的に伝送した。続いて、生体適合性と耐久性のある材料から、個々の患者に合わせた器具を製造した。製造したら、外科医がそのテンプレートを滅菌及び使用して、ＴＫＡを行った。 The device of the present invention is an instrument tailored to an individual patient, using virtual templates (later using computer assisted manufacturing techniques such as computer numerical control (CNC), or additional manufacturing techniques such as rapid prototyping technology. Based on an image (CT, MRI, or X-ray computerized image) based 3D pre-operative planning for designing the image (which is converted to a physical template). TKA planning and complete virtual surgery methods include 3D reconstruction and segmentation of computed tomography (CT) or MRI scan data, 3D assessment of knee anatomy and pathology, and landmarks and Some of the pre-operative planning that consists of axis confirmation, followed by complete planning, including sizing alignment, osteotomy, and positioning of the implant (prosthetic component), followed by surgical simulation and template design These steps are included. This method leads to the manufacture of templates (instruments). One femoral template and one tibial template were designed in the shape of the resection block to allow bone to be made based on preoperative planning. This design was done by creating a slit in the template to allow osteotomy of the distal femur and proximal tibia. The template was designed with five cylindrical locators for the femur and four for the tibia. These locators were made on the inner surface of the template and matched to the surface shape of the distal femur and proximal tibia. Since these locators are tailored to individual patients, it was only possible to place the template in a unique and stable position. A hole was provided in the locator to allow a fixation pin to pass through which further stabilized the template covering the bone. The femoral template allows the surgeon to perform a distal resection through a predetermined slit and also serves as a guide for the surgeon to mark the position and direction of the front resection and rotation on the distal end of the femur It is also. Subsequently, using the conventional resection guide, the remaining three resections of the femur (back resection, front chamfer resection, and back chamfer resection) are performed. There is a slit at the top of the tibial template to indicate the direction of rotation of the tibia and to guide the position of the stem and keel if necessary. As a double check of tibial rotation, there is a protrusion on the anterior part of the lower part of the tibial template so that a rod extending to the ankle can be attached. A virtual template was used to perform surgical simulations of osteotomy and implant positioning. The final design of the custom template (applied to the individual patient) was electronically transmitted to the rapid prototyping machine. Subsequently, devices adapted to individual patients were manufactured from biocompatible and durable materials. Once manufactured, the surgeon performed a TKA using the template sterilized and used.

本発明の装置は、ＴＫＡ用に特別に設計されており、計画立案は、汎用のＴＫＡ人工関節に基づいている。本発明の装置は、大腿骨部分と脛骨部分という２つの部分を有し、これらの部分は両方とも、いずれの市販の膝インプラントにも依存しておらず、広く、現存のあらゆる市販のインプラント又は将来的に導入されるあらゆるインプラントとともに機能できる。本発明の装置は、固定ピンを貫通させて、器具を骨にしっかり固定できるように、孔が設けられているとともに、任意の金属スリーブを有する位置決めプローブを有する。本発明の方法は、サイジング、アライメント、及び回旋を含むＴＫＡ全体の計画立案とともに、バーチャル手術結果のシミュレーションを伴う。術前に、特定の企業に関連するドリル又はスリーブなどの他の手術器具と連結する必要はない。術前計画は、脛骨及び大腿骨の両方のための骨髄内、骨髄外ガイド、サイジング、回旋ガイドなどの従来のＴＫＡ用器具に代わり得るツーピースの器具に送る。この器具は、切断ブロックの形状で設計されており、この器具によって、大半の骨加工工程が行われる。固定ピン用の通路に加えて、鋸及びドリルなど、請求項１０に記載の骨加工工程用の通路は、多方向であるが、いずれの交差も防ぐように、正確に配置されている。テンプレートの面合わせは、軟骨から離れた骨表面に適合する、すなわち「軟骨のない領域」に配置される突出位置決めプローブに依存する。また、大腿骨用に、軟骨のない領域に配置される取り外し可能な突出プローブも１つある。本発明の装置は、単なるテンプレートではない器具（ツール）である。本発明の器具は、他のインターフェース（ガイド、スリーブ、又は切断ブロック）なしに、骨に直接配置する。 The device of the present invention is specifically designed for TKA, and the planning is based on a general purpose TKA prosthesis. The device of the present invention has two parts, a femoral part and a tibia part, both of which are independent of any commercially available knee implant, Can work with any implant that will be introduced in the future. The device of the present invention has a positioning probe that is provided with a hole and has an optional metal sleeve so that the fixation pin can be passed through to secure the instrument to the bone. The method of the present invention involves the simulation of virtual surgical results along with overall TKA planning including sizing, alignment, and convolution. There is no need to connect with other surgical instruments such as drills or sleeves associated with a particular company prior to surgery. The preoperative plan is sent to a two-piece instrument that can replace conventional TKA instruments such as intramedullary, extramedullary guides, sizing, and rotation guides for both the tibia and femur. This instrument is designed in the form of a cutting block, which performs most of the bone processing steps. In addition to the passages for the fixing pins, the passages for the bone processing step according to claim 10, such as saws and drills, are multi-directional, but are precisely positioned to prevent any crossing. Template alignment relies on a protruding positioning probe that conforms to the bone surface away from the cartilage, ie, is placed in a “cartilage free region”. There is also one removable protruding probe for the femur that is placed in an area without cartilage. The apparatus of the present invention is an instrument (tool) that is not just a template. The instrument of the present invention is placed directly on the bone without any other interface (guide, sleeve or cutting block).

単顆置換術、双顆置換術、及び膝蓋大腿置換術などの他の膝処置にも、同じ技法を適用できる。 The same technique can be applied to other knee procedures such as unicondylar replacement, bicondylar replacement, and patellofemoral replacement.

図１：大腿骨テンプレート全ての図（１−Ａ、１−Ｂ、１−Ｃ、１−Ｄ、１−Ｅ、１−Ｆ、１−Ｇ、１−Ｈ）図１には、（１−Ａから１−Ｈ）まで、大腿骨テンプレートの図が複数ある。このテンプレートは、大腿骨用に円柱形のロケーター（図１−Ａ、１−Ｄ、及び１−Ｅの符号６及び１０）を５つ有するように設計した。これらのロケーターは、大腿骨遠位端の面形状に合わせて、テンプレートの内面に作製した。これらのロケーターは、個々の患者に合わせたものであるので、テンプレートを独自かつ安定した位置に配置することのみを可能にできた（図１−Ｆ及び１−Ｇ）。ロケーターに孔を設けて、骨を覆うテンプレートを更に安定させる固定ピンを通せるようにした（図１−Ｆ及び１−Ｇの符号７）。大腿骨テンプレートは、外科医が所定のスリットを通じて遠位切除を行えるようになっている（図１−Ｂの符号４）。また、このテンプレートは、テンプレートのマージン（自由端）において、前部切除と回旋の位置と方向を大腿骨遠位端に外科医がマーキングする際のガイドにもなる（図１−Ｃ及び１−Ｄ）。FIG. 1: Femur template All figures (1-A, 1-B, 1-C, 1-D, 1-E, 1-F, 1-G, 1-H) FIG. From A to 1-H) there are several views of the femoral template. This template was designed to have five cylindrical locators (reference numbers 6 and 10 in FIGS. 1-A, 1-D, and 1-E) for the femur. These locators were made on the inner surface of the template to match the surface shape of the distal femur. Since these locators are tailored to individual patients, it was only possible to place the template in a unique and stable position (FIGS. 1-F and 1-G). A hole was provided in the locator so that a fixing pin for further stabilizing the template covering the bone could be passed (reference numeral 7 in FIGS. 1-F and 1-G). The femoral template allows the surgeon to perform a distal resection through a predetermined slit (reference numeral 4 in FIG. 1-B). The template also serves as a guide for the surgeon to mark the distal end of the femur at the distal margin of the anterior resection and rotation at the template margin (free end) (FIGS. 1-C and 1-D). ). 同上Same as above 同上Same as above 同上Same as above 同上Same as above 図２：脛骨テンプレート全ての図（２−Ａ、２−Ｂ、２−Ｃ、２−Ｄ、２−Ｅ、２−Ｆ、２−Ｇ、２−Ｈ、２−Ｉ）図２には、２−Ａから２−Ｉまで、脛骨テンプレートの図が複数ある。このテンプレートは、図２において符号６によって示されているように、脛骨用のロケーターを４つ有するように設計した。これらのロケーターは、脛骨近位端の面形状に合わせて（図２−Ｆ、２−Ｇ、及び２−Ｈ）、テンプレートの内面に作製した（図２−Ａ、２−Ｄ、及び２−Ｅ）。これらのロケーターは、個々の患者に合わせたものであるので、テンプレートを独自かつ安定した位置に配置することのみを可能にできた（図２−Ｆ、２−Ｇ、及び２−Ｈ）。ロケーターに孔を設けて、骨を覆うテンプレートを更に安定させる固定ピンを通せるようにした（図２−Ｉ）。脛骨テンプレートの上部のスリットは、脛骨の回旋方向を示すとともに、必要に応じてステム（図２−Ｂの符号３）とキール（図２−Ｂの符号２）の位置のガイドとなる。脛骨テンプレートの前方の別のスリットは、脛骨の回旋のダブルチェックとして、足首にまで及ぶロッドを取り付けられるようにする（図２−Ｂの符号５）。Figure 2: Tibial template All figures (2-A, 2-B, 2-C, 2-D, 2-E, 2-F, 2-G, 2-H, 2-I) There are multiple views of the tibial template from 2-A to 2-I. This template was designed to have four tibia locators, as indicated by 6 in FIG. These locators were made on the inner surface of the template (FIGS. 2-A, 2-D, and 2-H) to match the surface shape of the proximal tibia (FIGS. 2-F, 2-G, and 2-H). E). Since these locators were tailored to individual patients, it was only possible to place the template in a unique and stable position (FIGS. 2-F, 2-G, and 2-H). A hole was provided in the locator so that a fixing pin for further stabilizing the template covering the bone could be passed (FIG. 2-I). The slit at the top of the tibial template indicates the direction of rotation of the tibia and, if necessary, guides the position of the stem (reference numeral 3 in FIG. 2-B) and the keel (reference numeral 2 in FIG. 2-B). Another slit in front of the tibial template allows a rod extending to the ankle to be attached as a double check of tibial rotation (reference 5 in FIG. 2-B). 同上Same as above 同上Same as above 同上Same as above 同上Same as above

１）テンプレート、すなわち切除ブロック（大腿骨又は脛骨）の本体
２）キールの回転と通路をマーキングするためのスリット
３）ステムの通路を作るための孔
４）大腿骨遠位端切除用スリット
５）回転をマーキングするためのスリット
６）位置決めプローブ（近位端）
７）ピン固定用の孔（遠位端）
８）脛骨粗面を配置するための空隙領域（許容孔−空間）
９）前部切除及び回転用の平坦な切除面
１０）取り外し可能な位置決めプローブ
１１）脛骨近位端切除用スリット
１２）軟骨のない骨領域
１３）脛骨テンプレートの下部前方の突起
１４）固定ピン
１５）鋸刃
１６）電気鋸 1) the body of the template, ie the cutting block (femur or tibia) 2) rotation of the keel and slit for marking the passage 3) hole for making the passage of the stem 4) slit for cutting the distal end of the femur 5) Slit for marking rotation 6) Positioning probe (proximal end)
7) Hole for pin fixation (distal end)
8) Void area (allowable hole-space) for placing the tibial rough surface
9) Flat excision surface for anterior resection and rotation 10) Removable positioning probe 11) Slit for proximal tibial resection 12) Bone free bone region 13) Lower anterior projection 14 of tibial template 14) Fixing pin 15 ) Saw blade 16) Electric saw

Claims

A device for producing a knee joint for a prosthetic joint in the form of a general and open platform for any knee implant (artificial joint) in a patient undergoing total knee arthroplasty (TKA). Consists of two parts, a femoral part and a tibial part, both of which are a positioning probe, osteotomy slits and surfaces, a guide for adjusting the rotation, and a pin fixing hole. A device that is designed in the form of a cutting block with a tibial portion having a hole for making a stem and a slit for making a keel.

A method for planning a TKR and performing a complete virtual operation with a general and open platform technology for the manufacture of the device according to claim 1, wherein in addition to the virtual operation, sizing and alignment of the implant , Osteotomy, and a method comprising several steps including positioning of an implant (prosthetic joint component).

The universal and open platform device of claim 1, suitable for use with any currently available knee implant (any commercially available implant), regardless of the shape and configuration of the implant.

The device according to claim 1, used for any implant tailored to an individual patient.

The device of claim 1, comprising two parts, a femoral part and a tibial part, both of which are independent of the design of the knee implant and can function widely with any different design of the implant.

The apparatus of claim 1, comprising a positioning probe provided with an aperture and an optional metal sleeve to penetrate the fixation pin and secure the instrument to the bone.

The device according to claim 1, which is designed in the shape of a cutting block in which most bone processing steps are performed.

In addition to the passage for the fixing pin, the trajectory for the bone machining process according to claim 1, such as a saw and a drill, is multidirectional, but is mathematically arranged to prevent any crossing.

The device according to claim 1, wherein the alignment of the device relies on a protruding positioning probe that conforms to the bone surface away from the cartilage, i.

The device according to claim 1, wherein the device has one removable protruding probe for the femur that is placed in an area free of cartilage.

The device of claim 1, wherein the device is placed directly on the bone without any other interface (guide, sleeve or cutting block).

A universal and open platform device suitable for any knee implant that can be manufactured in the future regardless of the design or shape of the knee implant.

The universal and open platform method according to claim 2, suitable for use with any commercially available knee implant currently available.

The universal and open platform method of claim 2, suitable for use with any knee implant tailored to an individual patient.

A universal and open platform method suitable for use in any knee implant that can be manufactured in the future regardless of the design or shape of the knee implant.

Versatile and open platform technology, after three-dimensional evaluation of knee joint anatomy and pathology, identification of landmarks and axes, implant sizing, alignment, osteotomy, and implant (prosthetic component) The method of claim 2, comprising performing a complete planning that includes positioning.

The method according to claim 2, comprising performing surgical simulation and template design using general and open platform technology.

The device according to claim 1, which is an open platform technology (general purpose), which can be used as a guide for osteotomy or as a guide for precise positioning of conventional cutting jigs for use in any implant. The method according to claim 2, which leads to the manufacture of an instrument.

The method of claim 2, comprising image-based 3D pre-operative planning to design a virtual template that is subsequently converted to a physical template using additional manufacturing techniques such as rapid prototyping techniques. .

The method of claim 2, involving overall TKA planning including sizing, alignment, and convolution, and simulation of virtual surgical results.

The method of claim 2, wherein the method does not require pre-operative coupling with other surgical instruments such as drills or sleeves associated with a particular company.

21. The preoperative plan used in claim 19, wherein the preoperative plan is sent to a two-piece instrument that can replace conventional TKA instruments such as intramedullary, extramedullary guide, sizing, convolution guide.

3. The method of claim 2, wherein the method is not dependent on the design of the knee implant and can function broadly with any different design of implant.